武汉理工大学嵌入式课程设计 socket存储

课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：计算机学院题目: 基于嵌入式系统的数据采集与Socket通讯系统的设计与实现初始条件：1．理论：综合运用嵌入式系统设计、计算机组成原理、数字逻辑、微机原理与接口技术、C语言，程序设计方法等课程的专业知识。

2．实践：学习和使用嵌入式实验箱CVT6410的使用方法、Linux交叉编译软件环境。

完成从串口获取信息，将信息存储到嵌入式数据库，并通过Socket方式进行数据通讯的系统设计与实现。

要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）课程设计内容：利用嵌入式实验箱CVT6410搭建嵌入式系统开发环境，进行Linux内核移植，烧写Linux系统，编写应用程序，完成以下功能，并撰写嵌入式系统设计报告。

：1. 通过串口传输，获得ZigBee嵌入式网关采集的ZigBee传感器模块上的信息；2. 将采集的信息存储到嵌入式数据库（SQLite）；3. 利用实验箱上的RJ45网口，通过网线与PC机建立连接，并基于Linux环境下的Socket通讯方式在实验箱与PC机间传递数据，显示采集的信息。

课程设计报告书正文的内容应包括：（1）系统描述（问题域描述）；（2）系统总体分析；（3）系统总体设计；（4）详细的流程图或伪代码；（5）软件的测试方法和测试结果；（6）研制报告（研制过程，本设计的评价、特点、不足、收获与体会等）；时间安排：序号设计内容所用时间1 查阅资料，熟悉实验平台和搭建嵌入式系统开发环境，完0.5周成Linux内核移植和烧写Linux系统2 相关基础技术掌握 1 周3 应用软件系统的开发与实现，及撰写文档 1.5 周合计 3 周指导教师签名： 2014 年 6 月 10 日系主任（或责任教师）签名：年月日一．系统描述随着微电子技术的不断创新和发展，嵌入式系统已经广泛渗透到科学研究、工程设计、国防军事、自动化控制领域以及人们日常生活的方方面面。

由嵌入式微控制器组成的系统其最明显的优势就是可以嵌入到任何微型或小型仪器和设备中。

嵌入式系统是指将应用程序、操作系统与计算机硬件集成在一起的系统。

它以应用为中心、以计算机技术为基础，而且软硬件可以裁剪，因而是能满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗的严格要求专用计算机系统。

嵌入式系统与通信、网络技术的结合可以极大地增强网络的智能化与灵活性，拓展通信功能，从而实现各种通信系统之间的互联互通。

本文给出一种适合于中／低端应用的通信平台设计方案，它可支持Ethemet网络之间的数据传输，并且具有RS232、RS485、USB等接口。

本次课设围绕嵌入式linux环境设计了基于CVT S3C6410硬件通信平台，从而实现了嵌入式Socket通信。

通过ZigBee将数据存储到SQLite中并通过RJ45网口使用socket通讯将数据通过报文的形式发送到PC端，PC端收到报文后判断是否回复。

再次控制平台的数码管等设备。

二．系统总体分析1.基于Linux的socket通讯本系统的软件是基于linux而设计的。

linux是一个完全符合GNU／GPL公约的操作系统，它与UNIX 系统兼容，其代码完全开放。

linux是专门面向没有存储器管理单元(MMU)的处理器的嵌入式操作系统，并且专为嵌入式系统做了许多小型化工作，它可以直接在Flash上运行，也可以加载到内存中运行。

同时也支持其他许多网络协议，对于嵌入式系统来说，它是一个网络完备的操作系统，因此得到了广泛的应用。

为了实现基于linux的应用系统的开发，建立或拥有一个完备的liunx开发环境是十分必要的。

基于linux操作系统的应用开发环境一般由目标系统硬件开发板和宿主PC机构成。

通常需在安装有Linux的宿主PC机上安装交叉编译器，以把用户应用程序编译成目前linux只支持的flat 格式的可执行文件和编译操作系统内核。

目标硬件开发板用于运行操作系统和系统应用软件。

目标硬件开发板和PC宿主机之间一般通过串口、并口或以太网接口来建立连接。

本文Socket通信使用的软件开发及仿真环境如图3所示。

Socket即“套接字”，表示网络通信进程的ID。

最常用的有流式套接字和数据报套接字两种。

在Linux中，分别称为“SOCK—STREAM”和“SOCK—DGRAM”。

基于S3C6410处理器的嵌人式Socket通信所要调用的主要库函数如下：(1)socket int socket(int domain，int type，int protoco1)此函数用来建立一个新的socket，以通知系统建立一个通信端口。

函数中的domain参数用于指定使用何种地址类型；type参数用于指定套接字类型；protocol参数通常为0，表示使用默认协议。

(2)bind int bind(int sockfd，struct sockaddr *myaddr，int addrlen)bind函数可把socket返回的套接字端口与网络上的物理位置相关联。

其中sockfd参数是函数socket返回的套接字描述符；myaddr参数是本地地址；addrlen参数是套接字地址结构的长度。

服务器和客户机都可以调用函数bind来绑定套接字地址，但一般是由服务器调用函数bind来绑定自己的公认端口号。

(3)listen int listen(int sockfd，int backlog)利用该函数可以使socket端口接受从客户机发送来的连接请求。

backlog参数是所能接受的客户机的最大数目。

对socket、bind、listen三个函数的综合调用最终可在服务器上产生一个能接受客户机请求的监听文件描述符sockfd。

(4)accept int accept(int sockfd，struct sockaddr *address．Int address—len)当有客户机发出连接请求时，此函数初始化这个连接。

其中参数address用来存储客户机的信息，此信息由accept填人。

当与客户机连接时，客户机的地址与端口将填到此处；address—len是客户机地址长度的字节数，也由accept填人。

(5)connect int connect(int sockfd，struct sockaddr *a ddress．size—t address—len)客户机调用socket建立传输端口后，接着将调用conect函数来建立与远程服务器相连的连接线路。

此函数的参数调用同bind。

（6）int sendto ( socket s , const void * msg, int len, unsigned int flags, const struct sockaddr * to , int tolen ) ;sendto() 用来将数据由指定的socket传给对方主机。

参数s为已建好连线的socket,如果利用UDP 协议则不需经过连线操作。

参数msg指向欲连线的数据内容，参数flags 一般设0，详细描述请参考send()。

参数to用来指定欲传送的网络地址，结构sockaddr请参考bind()。

参数tolen为sockaddr 的结构长度。

（7）int recvfrom(int sockfd,void *buf,int len,unsigned int flags, struct sockaddr *from,socket_t *fromlen)用来接收远程主机经指定的socket传来的数据,并把数据传到由参数buf指向的内存空间,参数len为可接收数据的最大长度.参数flags一般设0,其他数值定义参考recv().参数from用来指定欲传送的网络地址,结构sockaddr请参考bind()函数.参数fromlen为sockaddr的结构长度。

本次课程设计的Socket通信采用talker/listener模式，即listener端的应用程序用于接受客户端的连接请求、接收客户端的信息、处理客户端的计算请求、向客户端发送计算结果以及应答信息等。

Talker端的应用程序用于申请与服务器的连接、向listener发送计算请求、处理服务器发回的计算结果和其它信息。

当talker收到回传数据时，控制数码管等设备的运行。

Socket通信的建立步骤如下listener端：socket bind recvfrom sendtotalker：socket sendto recvfrom2.基于嵌入式的SQLite存储SQLite是一个开源的小型数据库,它具有存储效率高、查询快、运行时占用内存小、能被多进程同时访问以及单文件存储数据库内容等优点,在嵌入式数据库领域得到广泛应用。

SQLite源代码开放,可以方便地移植到不同的操作系统上,并且可以对它的代码进行适当修改,以满足特定的功能需求。

嵌入式数据库的一大好处就是在你的程序内部不需要网络配置，也不需要管理。

因为客户端和服务器在同一进程空间运行。

SQLite 的数据库权限只依赖于文件系统，没有用户帐户的概念。

SQLite 有数据库级锁定，没有网络服务器。

你需要做的仅仅是把它正确的编译到你的程序。

本次课设使用的是SQLite3，主要函数：int sqlite3_open（）{const char *filename, /* Database filename (UTF-8) */sqlite3 **ppDb /* OUT: SQLite db handle */}filename：数据库文件地址 ppDb:sqlite3数据库类型句柄。

int sqlite3_exec（）{sqlite3 *, /* An open database */const char *sql, /* SQL to be evaluated */int (*callback)(void*,int,char**,char**), /* Callback function */void *, /* 1st argument to callback */char **errmsg /* Error msg written here */};第一个参数是sqlite3数据库句柄，和sqlite3_open函数第2个参数一样。

sql:执行的sql语句。

第三个参数是个回调函数，在执行本函数后会执行回调函数，不用则填NULL。

第四个参数是传给回调函数的参数，不用则填NULL。

errmsg：出错信息，不用则填NULL。

这个函数可以执行一些非查询类的sql语句，很方便。

主要用sqlite3_exec来创建一个表。

int sqlite3_prepare（）{sqlite3 *db, /* Database handle */const char *zSql, /* SQL statement, UTF-8 encoded */int nByte, /* Maximum length of zSql in bytes. */sqlite3_stmt **ppStmt, /* OUT: Statement handle */const char **pzTail /* OUT: Pointer to unused portion of zSql */};db:数据库句柄zSql:sql语句nByte:如果nByte小于0，则函数取出zSql中从开始到第一个0终止符的内容；如果nByte不是负的，那么它就是这个函数能从zSql中读取的字节数的最大值。